06-受扭构件扭曲截面承载力哈工大：混凝土结构设计原理

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

第5章 受扭构件§ 5.1 § 5.2 § 5.3 § 5.4 § 5.5 概述 扭曲破坏的机理与形式 纯扭构件的承载力 弯、剪、扭构件的承载力 受扭构件的构造要求

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

§ 5.1 概述扭转是五种基本受力状态之一，以雨蓬为例： 扭转是五种基本受力状态之一，以雨蓬为例： 五种基本受力状态之一 请思考并绘出 雨蓬梁的扭矩图

雨蓬板根部的剪力就是作用在雨蓬梁上的均布荷载， 雨蓬板根部的剪力就是作用在雨蓬梁上的均布荷载， 雨蓬板根部的弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩 弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩， 雨蓬板根部的弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩， 雨蓬梁承受雨蓬板传来的均布荷载及均布扭矩。 雨蓬梁承受雨蓬板传来的均布荷载及均布扭矩。

雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。 雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。工程中只承受纯扭作 要承受弯矩 用的结构很少，大多数情况下结构都处于弯矩 剪力、 弯矩、 用的结构很少，大多数情况下结构都处于弯矩、剪力、扭矩 内力共同作用下的复杂受力状态。 复杂受力状态 等内力共同作用下的复杂受力状态。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

吊车的横向水平制动力及吊车竖向轮压偏心都可使 吊车梁受扭，屋面板偏心也可导致屋架受扭。 吊车梁受扭，屋面板偏心也可导致屋架受扭。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

轮 偏 心 轮 压 制动力 制动力 压

偏心轮压和吊车横向水平 制动力都会产生扭矩 制动力都会产生扭矩 T

螺旋楼梯中扭矩也较大

在静定结构中，扭矩是由荷载产生的，可根据平衡条件求 静定结构中 扭矩是由荷载产生的， 平衡扭转( 得，称为平衡扭转(Equilibrium Torsion)。 称为平衡扭转 )。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

边梁

框架结构楼盖

边梁中的扭矩值与节点处边梁的抗扭刚度及次梁的抗弯 在超静定结构中，扭矩是由于相邻构件的变形互相受到 边梁中的扭矩值与节点处边梁的抗扭刚度及 超静定结构中 节点处边梁的抗扭刚度 结构 约束而产生的，称为约束扭转( 刚度的比值有关。边梁的抗扭刚度越大，其扭矩也越大；当 )。 约束而产生的，称为约束扭转(Compatibility Torsion)。 刚度的比值有关。边梁的抗扭刚度越大，其扭矩也越大； 的比值有关 约束扭转 边梁的抗扭刚度为无穷大时，次梁相当于嵌固在边梁中， 此 例如：单向板肋梁楼盖中次梁的一端支承在边梁上， 边梁的抗扭刚度为无穷大时，次梁相当于嵌固在边梁中，次 例如：单向板肋梁楼盖中次梁的一端支承在边梁上 梁在荷载下在支承处要发生转角，节点处的变形协调， 时的扭矩达到最大值。次梁的抗弯刚度越大，则在

节点处的 梁在荷载下在支承处要发生转角，节点处的变形协调，将迫 时的扭矩达到最大值。次梁的抗弯刚度越大， 使边梁扭转。 转角越小，边梁的扭矩也越小。 使边梁扭转。 转角越小，边梁的扭矩也越小。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

§ 5.2 扭曲破坏的机理与形式

τ maxτmax

T = Wte

σpt σpt 理想匀质构件的受扭裂缝 理想匀质构件的受扭裂缝 从主拉应力最大处开始

对匀质材料，理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。 对匀质材料，理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。 螺旋形

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

工程中由于受力不完全对称，构件会突然破坏，形成由歪斜裂缝形成 工程中由于受力不完全对称，构件会突然破坏，形成由歪斜裂缝形成 的空间扭曲破坏面，三面开裂一面受压, 如图。 的空间扭曲破坏面，三面开裂一面受压 如图。

σpt σptT

纵向钢筋 受扭钢筋 箍筋

破坏面呈一空间扭曲曲面

虽然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋与 虽然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋与抗扭 箍筋 纵筋组成的钢筋骨架来抵抗扭矩 不但施工方便， 组成的钢筋骨架来抵抗扭矩， 纵筋组成的钢筋骨架来抵抗扭矩，不但施工方便，且沿构件全 可承受正负两个方向的扭矩。 长可承受正负两个方向的扭矩。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

由于配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态可分为： 由于配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态可分为： 配置钢筋数量的不同 适筋破坏、少筋破坏和 适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏 (1)适筋破坏 ) 当箍筋和纵筋数量配置适当 箍筋和纵筋数量配置适当 数量配置适 时，在受压区混凝土被压坏前， 在受压区混凝土被压坏前 混凝土 与临界斜裂面 与临界斜裂面相交的钢筋都能达 屈服，这种破坏具有一定的延 到屈服，这种破坏具有一定的延 性，与适筋梁的情况类似。 与适筋梁 情况类似。 类似 设计中应当使受扭构件设计 设计中应当使受扭构件设计 受扭构件 成适筋构件。 成适筋构件。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

(2)少筋破坏 ) 当配筋数量过少时，一旦开裂，钢筋就会被拉断，导致构 当配筋数量过少时，一旦开裂，钢筋就会被拉断，导致构 构件少筋破坏类似 件立即破坏，为脆性破坏特征，与受弯构件少筋破坏类似。设 即破坏， 脆性破坏特征，与受弯构件少筋破坏类似。 计中应适当配置构造钢筋，防止出现少筋破坏。 计中应适当配置构造钢筋，防止出现少筋破坏。 筋破坏 (3)超筋破坏 ) 箍筋和纵筋配置都过多时 在钢筋屈服前混凝土就先被 多时， 当箍筋和纵筋配置都过多时，在钢筋屈服前混凝土就先被 压碎了，为受压脆

性破坏，与受弯构件超筋破坏类似。 碎了， 受压脆性破坏，与受弯构件超筋破坏类似。 构件超筋破坏类似 超筋破坏又可细分为部分超筋和完全超筋。部分超筋是 筋破坏又可细分为部分超筋和完全超筋。 又可细分为部分超筋 纵筋或箍筋中的一种配置过多而没有屈服 中的一种配置过多而没有屈服; 指纵筋或箍筋中的一种配置过多而没有屈服 而完全超筋是指 纵筋和箍筋都没有屈服。 筋破坏时钢筋没有被充分利用， 纵筋和箍筋都没有屈服。超筋破坏时钢筋没有被充分利用， 都没有屈服 时钢筋没有被充分利用 是一种浪费，破坏时的延性也比较差，设计中应避免。 是一种浪费，破坏时的延性也比较差，设计中应避免。

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

纯扭构件的承载力T § 5.3 纯扭构件的承载力 u

Tu = Tc + Ts式中： 混凝土的抗扭承载力； 式中：Tc—混凝土的抗扭承载力； 混凝土的抗扭承载力 Ts—钢筋的抗扭承载力； 钢筋的抗扭承载力； 钢筋的抗扭承载力 的表达式代入上式可得T 将Tc 和Ts 的表达式代入上式可得 u的一般表达式

试 验 结 果 与 计 算 公 式 较 纯 扭 构 件 承 载 力

Tu = α1 f tWt + α 2 ζ

f yv Ast1 s

Acor

比 根据国内试验数据确定系数后， 规范》受扭承载力计算公式为 根据国内试验数据确定系数后，《规范》受扭承载力计算公式为

Tu = 0.35 f tWt + 1.2 ζ

f yv Ast 1 s

Acor

哈工大：混凝土结构设计原理(全)

第5章 受扭构件 章

设计时应满足： 设计时应满足 …… 此处隐藏：2683字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……